01單板與元器件的環境差異

元器件安裝在單板上，經過單板印制線路板完成元器件間的互聯，通過元器件的功能集合完成單板既定功能，單板提供了元器件的物理支撐、電連接和散熱。單板的外部環境和元器件的微環境差異較大，這種差異導致實驗認證合格的元器件在單板實際使用中會出現很多難以想象的問題。認證是為了選用可靠的元器件，而依據單板環境特點持續優化元器件認證方法是提高元器件可靠性的重要手段。在下面的差異分析中主要依據現有的元器件認證試驗的不足，單板制造商在有條件的情況下可開展補充認證，提高自己單板的可靠性。

一、機械應力差距

元器件在生產廠測試時，在不通電的情況下一般采用托盤支撐；需要通電時，采用夾具支撐。在這種測試方式下，因為元器件沒有焊接到單板上，因此各種機械應力基本不能加載到元器件上，元器件溫度循環產生應力只作用到元器件局部，不能考察單板變形對元器件焊點的影響。

因為不同單板的機械應力差距巨大，單板制造商在進行元器件可靠性認證時，宜將元器件焊接到擬使用的PCB上進行實驗，以彌補元器件廠家認證實驗之不足。實驗時應注意板材的選擇和布線，各種板材的CTE差距較大，同時金屬布線也會顯著影響單板的變形。

二、復合應力與單一應力

元器件級的試驗認證一般采用單一應力環境，但元器件在單板應用中面臨的則是多種應力復合作用。在實際環境中，晝夜存在溫度差，開關機和運行模式存在差異，導致元器件熱功率耗散差距，器件結溫不一樣，因而會產生溫度應力或溫度循環應力。器件級的潮濕實驗是在結構完整和恒定高溫下進行，沒有考慮器件的結溫和外部溫度的差異，器件級的單一應力實驗很難匹配板級應用下的復合應力環境。

為了應對實際應用中的復雜工況，可依據單一應力失效機理，通過試驗順序的改變有效激發多應力環境下的失效機理。

02元器件可靠性需求分析

用好元器件必須對元器件在單板中面臨的應力環境進行深入分析，最終將各種應力轉換為元器件的強度要求和質量要求，將強度要求作為元器件規格書中的關鍵規格，將質量要求轉化為與供應商合作的質量協議。元器件應力來源主要分為電過應力（EOS) 、熱應力、機械應力、環境應力、壽命應力。

03板級元器件可靠性保障

板級元器件可靠性保障的主要手段是，使產品設計中用到的元器件可靠性應用條件得到滿足，即通過設計構建可靠性，配合設計流程實現可靠性設計，通過對結果的檢驗持續優化可靠性設計流程。

圖1 元器件可靠性保障流程

在概念階段，需要依據產品需求和元器件技術特點分析關鍵元器件的特點，選定關鍵元器件的生產廠商，開展供應商認證，啟動元器件認證程序，確保選對元器件，輸出元器件可靠性需求。

在開發階段，進行單板可靠性需求分析，對單板可靠性需求，歷史產品使用過的相似元器件出現過的問題進行分析，明確關鍵器件、關鍵電路的元器件的可靠性需求和元器件關鍵規格，參與電路設計評審，檢視設計需求是否得到滿足，通過白盒測試驗證元器件降額是否符合要求。

在單板驗證階段，驗證單板（產品）是否符合單板可靠性需求。

在產品發布前，檢查是否遺留可靠性設計問題，遺留問題是否有篩選方案，可靠性監控方案和相應的檢測規范和設備是否就緒，存在可靠性風險時需要高層決策后實施產品發布。

在產品生命周期中對任何元器件失效問題必須進行失效分析，發現問題根因并制定和落實解決措施；對單板可靠性數據進行例行監控，持續進行測試，發現可靠性問題后及時分析并解決，嚴重問題進行產品召回。

任何階段都需要設定便于質量管理的度量指標和質量基線，對于無法輸出測量結果的設計，如文檔、原理圖、PCB通過組建評審專家團隊，依據評審專家提出的問題嚴重性進行度量是否滿足質量要求。